KR20100090731A - Immunoglobulin preparations having increased stability - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 비극성 및 염기성 아미노산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정화제를 포함하고 pH가 4.0 내지 5.2인, 안정성이 증가된 단백질 제제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 단백질 제제를 안정화시키기 위한 약제학적 조성물 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an increased protein formulation comprising a stabilizer selected from the group consisting of nonpolar and basic amino acids and having a pH of 4.0 to 5.2. The present invention also relates to pharmaceutical compositions and methods for stabilizing protein preparations.
Description
본 발명은, 비극성 및 염기성 아미노산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정화제를 포함하고 pH가 4.2 내지 5.4인, 안정성이 증가된 단백질 제제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 단백질 제제를 안정화시키기 위한 약제학적 조성물 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an increased protein formulation comprising a stabilizer selected from the group consisting of nonpolar and basic amino acids and having a pH of 4.2 to 5.4. The present invention also relates to pharmaceutical compositions and methods for stabilizing protein preparations.
단백질 제제, 특히 정맥내 주사용 면역글로불린 제제가 상당 기간 동안 사용되어왔다. 단백질, 특히 면역글로불린은 응집체 및/또는 이량체를 형성하고 단편화되거나 변성되는 경향이 있다. 이러한 용액이 정맥내로 주사되면, 응집체가 심각한 부작용, 예를 들면 아나필락시스 쇼크(anaphylactic shock)을 일으킬 수 있다. 상기와 같은 단백질 용액 내에서의 응집 및 단편화 등을 피하고 이의 안정성을 개선하기 위하여, 수 많은 조치가 당업계에서 시도되어왔다. 예를 들면, 임상에서 정맥내에 사용하기 위한 IgG는 종종 저장시의 안정성을 개선하기 위하여 동결건조되지만, 이러한 제제는 사용 전에 희석제와 재구성되어야 한다. 재구성 단계는 불편하고 시간-소모적이며 생성물의 오염 가능성을 증가시킨다. 면역글로불린 안정성 및 저장을 개선하기 위한 당업계에 익히 공지된 또 다른 방법은 IgG 제제에 단백질-안정화 부형제를 첨가하는 것이다. 공지된 부형제로는 당류, 폴리올, 아미노산, 아민, 염, 중합체 및 계면활성제가 포함된다. 단백질 약제에서 이러한 안정화 전략을 취하는 것은 당업계에서는 흔한 일이다. 예를 들면, 미국 특허 제4,499,073호 (Tenold)에서는 pH 및 이온 농도의 선택을 통하여 안정성을 개선시킨다. JP 54020124에는, 근육내 제제에 저장 안정성 및 안전성을 부여하기 위하여 이에 아미노산을 첨가하는 것이 기재되어있다. JP 57031623 및 JP 57128635에는, 근육내 제제의 장기간의 안정성을 달성하기 위하여, 5 내지 15% IgG 제제에서 NaCl과 함께 아르기닌 및/또는 리신을 사용하는 것이 기재되어있다. JP 56127321에는, IgG에 당류 알코올을 첨가하는 것이 기재되어있으며, 이러한 첨가는 응집을 억제하는데 예전부터 사용된 글루코스 보다 우수하게 작용한다. JP 4346934에는, 낮은 전도도 (1mmho 미만), pH 5.3 내지 5.7, 및 임의로 하나 이상의 안정화제, 예를 들어 PEG, 사람 혈청 알부민 및 만니톨의 사용이 기재되어있다. 미국 특허 제4,439,421호 (Hooper)에는, ACA (항-보체 활성) 생성에 대해 안정화시키기 위하여 친수성 고분자, 폴리올 및 또 다른 단백질의 첨가가 교시되어있다. 미국 특허 제5,945,098호 (Sarno)에는, 아미노산 (0.1 내지 0.3 M 글리신), 및 비-이온성 세제 (폴리소르베이트) 및 PEG의 첨가에 의한 등장성 용액의 안정화가 기재되어있다. 미국 특허 제4,186, 192호 (Lundblad)에는, 아미노산을 포함한 각종 첨가제가 기재되어있으나, 하나의 특정 아미노산의 사용을 특정하지 않는다. 이러한 기재에는, 말토스 및 추가로 0.1 M에 이르는 글리신을 사용한 IgG의 안정화가 포함된다. 미국 특허 제4,362, 661호 (Ono)에는, 5% IgG 산물에 안정성을 부여하기 위하여 중성 및 염기성 아미노산을 사용하는 것이 기재되어있다. 위에 언급된 모든 문헌은, 산성이기는 하나, 5.2 이상의 여전히 비교적 높은 pH의 IgG 제제를 기재하고 있다. Protein preparations, particularly immunoglobulin preparations for intravenous injection, have been used for some time. Proteins, particularly immunoglobulins, tend to form aggregates and / or dimers and fragment or denature. If such a solution is injected intravenously, aggregates can cause serious side effects, such as anaphylactic shock. Numerous measures have been attempted in the art to avoid such aggregation and fragmentation in such protein solutions and to improve their stability. For example, IgG for intravenous use in the clinic is often lyophilized to improve storage stability, but such formulations must be reconstituted with diluents prior to use. The reconstitution step is inconvenient, time-consuming and increases the likelihood of contamination of the product. Another method well known in the art for improving immunoglobulin stability and storage is the addition of protein-stabilizing excipients to IgG preparations. Known excipients include sugars, polyols, amino acids, amines, salts, polymers and surfactants. Taking such stabilization strategies in protein pharmaceuticals is common in the art. For example, US Pat. No. 4,499,073 (Tenold) improves stability through the selection of pH and ion concentration. JP 54020124 describes the addition of amino acids to intramuscular formulations in order to impart storage stability and safety. JP 57031623 and JP 57128635 describe the use of arginine and / or lysine with NaCl in 5-15% IgG preparations to achieve long term stability of intramuscular preparations. JP 56127321 describes the addition of sugar alcohols to IgG, which addition works better than the glucose previously used to inhibit aggregation. JP 4346934 describes the use of low conductivity (less than 1 mmho), pH 5.3 to 5.7, and optionally one or more stabilizers such as PEG, human serum albumin and mannitol. US Pat. No. 4,439,421 (Hooper) teaches the addition of hydrophilic polymers, polyols and other proteins to stabilize against ACA (anti-complementary activity) production. US Pat. No. 5,945,098 (Sarno) describes stabilization of isotonic solutions by addition of amino acids (0.1-0.3 M glycine), and non-ionic detergents (polysorbates) and PEG. US Patent No. 4,186, 192 (Lundblad) describes various additives, including amino acids, but does not specify the use of one particular amino acid. Such substrates include stabilization of IgG with maltose and further up to 0.1 M of glycine. No. 4,362, 661 (Ono) describes the use of neutral and basic amino acids to impart stability to 5% IgG products. All of the documents mentioned above describe an IgG preparation of still relatively high pH, which is acidic, but above 5.2.
면역글로불린 응집체의 형성을 방지하는 것에 부가하여, 특히 IgG의 이량체 형성이 정맥내 사용을 위한 IgG 제제에 해로울 수 있다는 것이 인식되어왔다. 비록 IgG 이량체가 아나필락시스 쇼크를 일으키는 것으로 알려지지는 않았으나, 이량체 함량이 높은 IgG 제제가 정맥내 주사시 훨씬 덜 관용적이어서, 발열, 구역 및 때때로 혈압 저하를 포함한 바람직하지 않은 부작용을 일으킬 수 있다. 저혈압 부작용은 문헌[Bleaker et al., Vox Sanguins 52,281-290, 1987]의 랫트 모델에서 발견되었으며, 이는 또한 이량체 함량과의 명백한 상관관계를 보여준다. IgG 제제가 제조된 후 바로 동결건조되는 경우에는, 이량체 형성이 크게 문제되지 않는다. 그러나, 제제를 동결건조하지 않은 액체 형으로 저장하고자 하는 경우에, 이량체 농도가 저장 시간이 지남에 따라 증가한다. In addition to preventing the formation of immunoglobulin aggregates, it has been recognized that dimer formation of IgG in particular may be detrimental to IgG preparations for intravenous use. Although IgG dimers are not known to cause anaphylactic shock, IgG preparations with high dimer content are much less tolerant upon intravenous injection, which can cause undesirable side effects including fever, nausea and sometimes lower blood pressure. Hypotension side effects were found in the rat model of Bleaker et al., Vox Sanguins 52,281-290, 1987, which also shows a clear correlation with dimer content. When lyophilized immediately after the preparation of the IgG preparation, dimer formation is not a major problem. However, if the formulation is to be stored in a liquid form that is not lyophilized, the dimer concentration increases with storage time.
미국 특허 제5,871,736호 (Bruegger et al.)에는, 이량체 형성에 대한 안정화를 위하여, 하나 이상의 양쪽 친매성(amphiphilic) 안정화제를 포함하는 면역글로불린 제제, 특히 정맥내 주입하기 위한 IgG의 액체 제제가 기재되어있다. 양쪽 친매성 안정화제에는 니코틴산 및 이의 유도체, 특히 니코틴아미드, 및 주로 상기한 것과 함께, 하전되지 않은 친지질성(lipophilic) 측쇄를 갖는 아미노산, 예를 들어 페닐알라닌, 메티오닌, 루신, 이소루신, 프롤린 및 발린이 포함된다. 상기 종래 기술 문헌에 기재된 실험에 따르면, 아미노산은 항상 니코틴아미드와 존재하며, 아미노산에 대해 기재된 농도는 프롤린에 대하여는 200 mmol/l 이고, 글리신에 대하여는 80 mmol/l 이고, 이소루신에 대하여는 120mmol/l 이다. U.S. Patent 5,871,736 (Bruegger et al.) Discloses immunoglobulin formulations, in particular liquid formulations of IgG for intravenous infusion, comprising at least one amphiphilic stabilizer for stabilization against dimer formation. Listed. Both lipophilic stabilizers include nicotinic acid and derivatives thereof, in particular nicotinamide, and amino acids with uncharged lipophilic side chains, mainly together with the foregoing, for example phenylalanine, methionine, leucine, isoleucine, proline and Valine is included. According to the experiments described in the prior art document, amino acids are always present with nicotinamide, the concentrations described for amino acids are 200 mmol / l for proline, 80 mmol / l for glycine and 120 mmol / l for isoleucine to be.
미국 특허 제5,871,736호에 기재된 제제에 대한 pH 범위는 4 내지 8로서 광범위하게 주어지나, 실시예에 실제로 기재된 내용은 pH 5.3을 교시한다. The pH range for the formulations described in US Pat. No. 5,871,736 is broadly given as 4-8, but what is actually described in the Examples teaches pH 5.3.
비록 상기 미국 특허가 이량체 형성이 일정 수준으로 억제되어진 IgG 제제를 기재하고 있으나, 특히 주위 온도에서 안정성이 개선된 단백질 제제, 특히 면역글로불린 제제를 제공하는 것이 여전히 바람직하다.
Although the above US patent describes IgG preparations in which dimer formation is inhibited to a certain level, it is still desirable to provide protein preparations, especially immunoglobulin preparations, which have improved stability at ambient temperatures.
놀랍게도, 본원의 발명자들은, 액체 단백질 제제의 고도의 안정화가 최종 제제의 pH를 4.2 내지 5.4로 조정하고 안정화제로서 염기성 또는 비극성 아미노산을 첨가함으로써 달성될 수 있다는 것을 밝혀냈다. Surprisingly, the inventors of the present application have found that a high degree of stabilization of liquid protein formulations can be achieved by adjusting the pH of the final formulation to 4.2 to 5.4 and adding basic or nonpolar amino acids as stabilizers.
따라서, 본 발명은, 비극성 및 염기성 아미노산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 안정화제를 포함하는, 안정성이 개선된 단백질 제제를 제공한다. 본 발명의 목적에 유용한 비극성 및 염기성 아미노산의 예로는 히스티딘, 아르기닌, 리신 및 오르니틴 (염기성 아미노산), 및 이소루신, 발린, 메티오닌, 글리신 및 프롤린 (비극성 아미노산)이 있다. 특히, 프롤린이 유용하다. 안정화제는 비극성 또는 염기성 아미노산 그룹 중의 하나의 아미노산만이거나, 또는 2 이상의 이러한 아미노산의 배합물일 수 있다. 상기 아미노산들은 바람직하게는 니코틴아미드와 함께 사용되지 않는다. 아미노산 안정화제는 천연의 아미노산, 아미노산 유사체, 변형된 아미노산 또는 아미노산 등가물일 수 있다. L-아미노산이 바람직하다. 프롤린이 안정화제로서 사용되는 경우에, L-프롤린이 바람직하다. 프롤린 등가물, 예를 들어 프롤린 유사체를 또한 사용할 수 있다. Accordingly, the present invention provides protein formulations with improved stability, comprising one or more stabilizers selected from the group consisting of nonpolar and basic amino acids. Examples of nonpolar and basic amino acids useful for the purposes of the present invention are histidine, arginine, lysine and ornithine (basic amino acids), and isoleucine, valine, methionine, glycine and proline (non-polar amino acids). In particular, proline is useful. Stabilizers may be only amino acids of one of the nonpolar or basic amino acid groups, or a combination of two or more such amino acids. The amino acids are preferably not used with nicotinamide. Amino acid stabilizers can be natural amino acids, amino acid analogs, modified amino acids or amino acid equivalents. L-amino acids are preferred. If proline is used as a stabilizer, L-proline is preferred. Proline equivalents, for example proline analogs, can also be used.
놀랍게도, 다른 안정화제 (예를 들어, 니코틴아미드) 없이, 아미노산 자체만을 첨가하고 최종 제제의 pH를 조정하면, 특히 주위 온도에서 이들 제제의 안정성이 현저하게 증가한다는 것이 밝혀졌다. 증가된 안정성은, 약 2℃ 내지 약 40℃의 온도, 특히 바람직하게는 약 10℃, 보다 바람직하게는 약 15℃, 보다 더 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 30℃, 가장 바람직하게는 약 25℃ 범위의 주위 온도에서 당해 제제의 우수한 안정성에 의해 입증된다. 본 발명의 제제의 증가된 안정성은, 약 37℃의 신체 온도를 포함한 약 30℃ 내지 약 40℃의 고온에서도 또한 뚜렷하다. 바람직하게는, 증가된 안정성은 또한 증가된 저장 시간, 감소된 단편화, 감소된 응집체 형성, 감소된 이량체 형성 및/또는 감소된 탈색으로서 달리 또는 추가로 정의된다. 개선된 저장 시간은, 바람직하게는, 본 발명의 제제가 약 30일 이상, 바람직하게는 60일 이상, 보다 바람직하게는 90일 이상, 보다 바람직하게는 120일 이상, 보다 더욱 바람직하게는 이보다 오랜 동안 안정한 것을 의미한다. Surprisingly, it has been found that adding only the amino acids themselves and adjusting the pH of the final formulation, without other stabilizers (eg nicotinamide), significantly increases the stability of these formulations, especially at ambient temperature. The increased stability is a temperature of about 2 ° C. to about 40 ° C., particularly preferably about 10 ° C., more preferably about 15 ° C., even more preferably about 20 ° C. to about 30 ° C., and most preferably about 25 ° C. This is evidenced by the good stability of the formulation at ambient temperatures in the range of < RTI ID = 0.0 > The increased stability of the formulations of the present invention is also apparent at high temperatures of about 30 ° C to about 40 ° C, including body temperatures of about 37 ° C. Preferably, increased stability is also alternatively or further defined as increased storage time, reduced fragmentation, reduced aggregate formation, reduced dimer formation and / or reduced bleaching. The improved storage time is preferably such that the formulation of the invention is at least about 30 days, preferably at least 60 days, more preferably at least 90 days, more preferably at least 120 days, even more preferably longer than this. Means stable while.
응집의 감소는 바람직하게는, 당해 제제가 통상의 제제 보다 더 낮은 응집체 %를 나타낸다(특히 Ig의 경우)는 것을 의미한다. 바람직하게는, 당해 제제의 이량체 함량은 약 12% 이하, 바람직하게는 약 10% 이하, 보다 바람직하게는 약 8% 이하이다. 착색의 감소는 바람직하게는, 본 발명의 제형의 광학 밀도가 통상의 제형 보다 약 20% 내지 60% 더 낮은 것임을 의미한다. Reduction of aggregation preferably means that the formulation shows a lower percentage of aggregates than the conventional formulation (particularly for Ig). Preferably, the dimer content of the formulation is about 12% or less, preferably about 10% or less, more preferably about 8% or less. The reduction in coloration preferably means that the optical density of the formulations of the present invention is about 20% to 60% lower than conventional formulations.
일반적으로, 본 발명의 단백질 제제는 정맥내 주사에 유용한 액체 제형이다. 이러한 제제는 액체 형태로 저장될 수 있고 안정하므로, 동결건조 또는 다른 조치를 필요로 하지 않으며, 용이하게 사용될 수 있다. In general, the protein preparations of the invention are liquid formulations useful for intravenous injection. Such formulations can be stored in liquid form and are stable and therefore do not require lyophilization or other measures and can be readily used.
바람직하게는, 단백질 제제는 면역글로불린 제제, 특히 항체 제제 (이때, 항체는 임의의 개별특이형(idiotype)일 수 있다)이나, 바람직하게는 IgG, IgA 또는 IgM이다. IgG 제제가 특히 바람직하다. 면역글로불린은 폴리클로날 또는 모노클로날일 수 있으며, 사람 또는 동물 혈액으로부터 분리될 수 있거나, 또는 기타 수단, 예를 들면 재조합 DNA 기술 또는 하이브리도마 기술에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 면역글로불린은, 크로마토그래피법, 흡착법 또는 침전법과 같은 다른 정제 기법과 병용될 수 있는 알코올 분획법에 의해 혈장으로부터 수득된다. 당해 면역글로불린을 항-보체 활성을 감소시키기 위하여 미량의 효소 (예: 펩신)으로 처리하거나, 또는 이들을 그대로 사용할 수 있다. Preferably, the protein preparation is an immunoglobulin preparation, in particular an antibody preparation wherein the antibody can be of any idiotype, but preferably is IgG, IgA or IgM. IgG preparations are particularly preferred. Immunoglobulins can be polyclonal or monoclonal, can be isolated from human or animal blood, or can be prepared by other means, such as recombinant DNA techniques or hybridoma techniques. In general, immunoglobulins are obtained from plasma by alcohol fractionation, which can be combined with other purification techniques such as chromatography, adsorption or precipitation. The immunoglobulins can be treated with trace enzymes (eg pepsin) to reduce anti-complementary activity, or they can be used as is.
당해 제제는, 최종 제제의 pH를 비교적 높지만 산성인 pH, 즉 약 pH 4.2 내지 5.4의 범위 내로 조정하는 점을 제외하고는 당업계에 공지된 방법에 의해 수득될 수 있다. 이러한 pH 범위가 면역글로불린 제제의 저장 특징을 개선시키는데 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다. pH 범위는 바람직하게는 4.5 내지 약 5.2이고, 약 4.6 내지 5.0의 pH 범위가 특히 바람직하고, pH 4.8이 특별히 바람직하다. The formulation can be obtained by methods known in the art, except that the pH of the final formulation is adjusted to a relatively high but acidic pH, ie, in the range of about pH 4.2 to 5.4. It has been found that this pH range is particularly useful for improving the storage characteristics of immunoglobulin formulations. The pH range is preferably 4.5 to about 5.2, a pH range of about 4.6 to 5.0 is particularly preferred, and pH 4.8 is particularly preferred.
본 발명에 따른 제제를 개발하는 과정에서, 안정화제의 최종 농도를 증가시키면, 당해 제제의 저장 특징 및 안정성에 있어서 놀랄만한 개선이 이루어질 수 있음이 또한 밝혀졌다. 따라서, 안정화제는 0.2 M 이상의 최종 농도로 첨가된다. 바람직하게는, 최종 농도는 0.2 M 내지 0.4 M이고, 보다 바람직하게는 0.2 M 내지 0.3 M이고, 가장 바람직하게는 0.25 M이다. In the course of developing the preparations according to the invention, it has also been found that increasing the final concentration of stabilizer can lead to surprising improvements in the storage characteristics and stability of the preparations. Thus, stabilizers are added at final concentrations of at least 0.2 M. Preferably, the final concentration is 0.2 M to 0.4 M, more preferably 0.2 M to 0.3 M and most preferably 0.25 M.
본 발명은 특히, 단백질 농도가 비교적 높은 단백질 제제에 관한 것이다. 본 발명의 최종 제제의 단백질 농도는 약 5 내지 25%w/v, 바람직하게는 약 6 내지 15% w/v, 보다 바람직하게는 약 8 내지 12% w/v, 가장 바람직하게는 약 10% w/v이다. 최종 단백질 농도는 각종 인자, 예를 들면 투여 경로, 치료될 상태의 유형 등에 따라 결정될 것이다. 당업자는 의도된 적용을 위한 최적의 단백질 농도를 결정할 수 있을 것이다. 예를 들면, 정맥내 주입의 경우에, 본 발명의 최종 제제가 약 15 내지 20% w/v, 바람직하게는 약 8 내지 12% w/v의 단백질 농도를 갖는 것이 바람직하다. 정맥내 사용을 위한 IgG의 경우에, 10%w/v, 즉 100g IgG/l가 특히 유용하다. 피하 투여의 경우에, 보다 고용량, 예를 들면 약 15 내지 20% w/v가 선택될 수 있다. The present invention particularly relates to protein preparations with relatively high protein concentrations. The protein concentration of the final formulation of the invention is about 5-25% w / v, preferably about 6-15% w / v, more preferably about 8-12% w / v, most preferably about 10% w / v. Final protein concentration will depend on various factors, such as the route of administration, the type of condition to be treated, and the like. One skilled in the art will be able to determine the optimal protein concentration for the intended application. For example, for intravenous infusion, it is preferred that the final formulation of the invention has a protein concentration of about 15-20% w / v, preferably about 8-12% w / v. In the case of IgG for intravenous use, 10% w / v, ie 100 g IgG / l is particularly useful. For subcutaneous administration, higher doses may be chosen, for example about 15-20% w / v.
또한, 본 발명은 본 발명의 단백질 제제 및 약제학적으로 허용되는 첨가제를 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 이러한 첨가제는 부형제, 물과 같은 희석제, 및 비-완충성 물질과 같은 기타 물질, 예를 들어 염화나트륨, 글리신, 수크로스, 말토스 및 소르비톨일 수 있다. 이러한 약제학적 조성물은 다양한 경로로 투여될 수 있다. 정맥내 투여의 경우에, 하루에 체중 kg당 면역글로불린 약 0.2g, 바람직하게는 0.5g 내지 약 2.0g의 용량이 사용될 수 있다. The present invention also provides a pharmaceutical composition comprising the protein formulation of the invention and a pharmaceutically acceptable additive. Such additives may be excipients, diluents such as water, and other materials such as non-buffering materials, for example sodium chloride, glycine, sucrose, maltose and sorbitol. Such pharmaceutical compositions can be administered by a variety of routes. For intravenous administration, a dose of about 0.2 g, preferably 0.5 g to about 2.0 g, of immunoglobulin per kg body weight per day may be used.
본 발명의 또 다른 양태는, 단백질 수용액을 제공하고 염기성 및 비극성 아미노산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 안정화제를 첨가하여, 당해 용액의 pH를 약 4.2 내지 5.4로 조정함을 포함하여, 단백질 제제, 특히 면역글로불린 제제를 안정화시키는 방법이다. pH는 바람직하게는 위에서 정해진 바람직한 범위 내의 값으로 조정되며, pH 4.8이 특히 바람직하다. 당해 방법은 바람직하게는, 단백질 농도 및 안정화제 농도를 조정하고 상기한 바와 같은 안정화제(들)를 선택함 (프롤린이 특히 바람직하다)을 포함한다. Another aspect of the present invention provides a protein preparation, in particular providing an aqueous protein solution and adding one or more stabilizers selected from the group consisting of basic and nonpolar amino acids to adjust the pH of the solution to about 4.2 to 5.4 It is a method of stabilizing immunoglobulin preparations. The pH is preferably adjusted to a value within the preferred range defined above, with pH 4.8 being particularly preferred. The method preferably comprises adjusting the protein concentration and stabilizer concentration and selecting the stabilizer (s) as described above (proline is particularly preferred).
특히, 본 방법은, 단백질 농도가 약 5 내지 25 % w/v인 단백질 수용액을 제공하고, 당해 용액의 pH를 4.2 내지 5.4로 조정하고, 위에 기재된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 안정화제를 당해 용액에 첨가하여 최종 안정화제 농도를 0.2 내지 0.4 M로 만들어서, 안정한 단백질 제제를 수득하는 단계들을 포함한다. 사람 혈장 또는 이의 분획물로부터 면역글로불린을 분리하는 수 많은 방법이 공지되어있다. 면역글로불린은 예를 들면 냉 에탄올 분획법 및/또는 옥탄산 분획법 및/또는 크로마토그래피법에 의해 정제될 수 있다. 본 발명의 목적에 특히 바람직한 정제 방법은 에탄올 분획법, 이어서 옥탄산 분획법, 이어서 낮은 pH 처리법, 크로마토그래피 및 나노여과(nanofiltration)를 포함한다. 본 발명에서와 같이 정맥내 사용을 위한 면역글로불린을 제조함에 있어서, 항-보체 활성을 갖는 면역 복합체 및 칼리크레인(kallikrein) 또는 플라스미노겐(plasminogen)과 같은 프로테아제를 감소시키거나 제거하기 위하여 특별히 주의하는 것이 바람직하다. 본 발명의 단백질 제제에 사용되는 단백질은 공지된 방법, 예를 들어 한외여과에 의해 약 5 내지 25% w/v의 목적하는 농도로 될 수 있다. 액체 단백질 제제의 pH는 4.2 내지 5.4의 pH로 조정되며, 안정화제는 약 0.2 M 이상의 최종 농도로 당해 용액에 첨가된다. 바람직하게는, 프롤린이 안정화제로서 사용되며, 이는 약 0.2 M 내지 0.4 M, 바람직하게는 약 0.25M의 농도로 첨가되는 것이 바람직하다. In particular, the method provides an aqueous protein solution having a protein concentration of about 5-25% w / v, adjusts the pH of the solution to 4.2 to 5.4, and adds one or more stabilizers selected from the group described above to the solution. Thereby bringing the final stabilizer concentration to 0.2-0.4 M, to obtain a stable protein preparation. Numerous methods are known for separating immunoglobulins from human plasma or fractions thereof. Immunoglobulins can be purified, for example, by cold ethanol fractionation and / or octanoic acid fractionation and / or chromatography. Particularly preferred purification methods for the purposes of the present invention include ethanol fractionation, followed by octanoic acid fractionation, followed by low pH treatment, chromatography and nanofiltration. In preparing immunoglobulins for intravenous use as in the present invention, particular care is taken to reduce or eliminate immune complexes with anti-complementary activity and proteases such as kallikrein or plasminogen. It is desirable to. The proteins used in the protein preparations of the invention can be brought to the desired concentration of about 5-25% w / v by known methods, for example by ultrafiltration. The pH of the liquid protein preparation is adjusted to a pH of 4.2 to 5.4 and the stabilizer is added to the solution at a final concentration of about 0.2 M or more. Preferably, proline is used as a stabilizer, which is preferably added at a concentration of about 0.2 M to 0.4 M, preferably about 0.25 M.
이후, 본 발명은 아래의 실시예 및 도면에 의해 설명될 것이다.
The invention will now be described by the following examples and figures.
도 1은 0.25 M 프롤린 또는 0.25 M 글리신을 함유하는 8% IgG 용액에 대한 HPLC에 의해 측정된 응집체 함량을 보여준다.
도 2는 0.25 M 프롤린 또는 0.25 M 글리신을 함유하는 8% IgG 용액에 대한 HPLC에 의해 측정된 이량체 함량을 보여준다.
도 3은 0.25 M 프롤린 또는 0.25 M 글리신을 함유하는 8% IgG 용액에 대한 SDS PAGE에 의해 측정된 단편 함량을 보여준다.
도 4는 0.25 M 프롤린 또는 0.25 M 글리신을 함유하는 두 개의 IgG 용액의 광학 밀도(UV350-500 nm)를 보여준다. FIG. 1 shows aggregate content measured by HPLC for 8% IgG solution containing 0.25 M proline or 0.25 M glycine.
2 shows the dimer content measured by HPLC for 8% IgG solution containing 0.25 M proline or 0.25 M glycine.
3 shows fragment content measured by SDS PAGE for 8% IgG solution containing 0.25 M proline or 0.25 M glycine.
4 shows the optical density (UV350-500 nm) of two IgG solutions containing 0.25 M proline or 0.25 M glycine.
실시예Example 1 One
본 발명에 따른 단백질 제제의 제조Preparation of Protein Formulations According to the Invention
정맥내 Ig의 제조 방법에서 출발 물질은 키스틀러 니취만(Kistler Nitschmann) 에탄올 분획법의 승인된 중간체이다. 이는 pH 5.8에서 19% 에탄올을 사용하여 혈장으로부터 수득된 면역글로불린 분획의 침전물이다. The starting material in the preparation of intravenous Ig is the approved intermediate of the Kistler Nitschmann ethanol fractionation method. This is the precipitate of the immunoglobulin fraction obtained from plasma using 19% ethanol at pH 5.8.
고분자량 단백질, 지방단백질 복합체 및 기타 오염물을, 옥탄산을 사용하여 침전시켰으며, 이어서 필터 보조물의 존재하에 여과를 통해 분리하였다. 이어서, 상청액을, 낮은 pH 항온처리 단계에 적용하기 전에, 농축시켰다. 이어서, pH 6.5로 조정하였으며, 당해 물질을 여과에 의해 추가로 정제하여 침전된 IgA 및 IgM를 제거하였다. 이어서, IgG-풍부한 용액을, 하중이 150 g/l(수지)인 점을 제외하고는 미국 특허 제6,093,324호에 따라 음이온 교환 수지 상에서 최종적으로 정제하였다. High molecular weight proteins, lipoprotein complexes and other contaminants were precipitated using octanoic acid and then separated by filtration in the presence of filter aids. The supernatant was then concentrated before being subjected to the low pH incubation step. It was then adjusted to pH 6.5 and the material was further purified by filtration to remove precipitated IgA and IgM. The IgG-rich solution was then finally purified on anion exchange resin according to US Pat. No. 6,093,324 except that the load was 150 g / l (resin).
바이러스 제거는 나노필터(nanofilter)를 사용하여 달성하였다. Virus removal was accomplished using nanofilters.
제형: 나노여액(nanofiltrate)을 3% 단백질로 농축시키고, 5 용적의 물로 투석여과(diafiltering)시킨 다음, IgG를 120 g/l로 농축시켰다. 최종적으로, 농축물을 250 mM L-프롤린으로 안정화시키고, 리터 당 100 g IgG로 희석시키고, pH를 pH 4.8에서 유지시켰다. 제형화된 벌크(bulk)를 0.2 ㎛ 막 필터를 통해 여과시켰다.
Formulation : Nanofiltrate was concentrated to 3% protein, diafiltered with 5 volumes of water, and then IgG was concentrated to 120 g / l. Finally, the concentrate was stabilized with 250 mM L-proline, diluted with 100 g IgG per liter and the pH maintained at pH 4.8. The formulated bulk was filtered through a 0.2 μm membrane filter.
실시예Example 2 2
본 발명에 따른 According to the invention IgGIgG 제제의 시험 Test of the formulation
실시예 1에 따라 침전 단계 및 크로마토그래피를 병행하여 혈장으로부터 정제되고 바이러스가 불활성화된 IgG 농축물을, pH 4.5로 제형화된 260 ml, pH 4.8로 제형화된 420 ml 및 pH 5.1로 제형화된 260 ml의 3개의 분획물로 분리하였다. 이어서, 당해 제형물들을 분할하여, 반은 0.25 M 글리신과 함께 제형화하고 나머지 반은 0.25 M 프롤린과 함께 제형화하였다. 최종 단백질 농도는 8% w/v이였다. 10 ml의 분취량 (aliquot)을 10 ml의 I형 유리 바이알 (I형 고무 마개)에 분배하였다. IgG concentrates purified from plasma and inactivated virus were formulated in parallel with precipitation step and chromatography according to Example 1 to 260 ml formulated to pH 4.5, 420 ml formulated to pH 4.8 and pH 5.1. Separated into three fractions of 260 ml. The formulations were then divided, half formulated with 0.25 M glycine and the other half formulated with 0.25 M proline. Final protein concentration was 8% w / v. A 10 ml aliquot was dispensed into 10 ml Type I glass vials (Type I rubber stoppers).
분취량을 3가지 상이한 온도, 즉 2 내지 8℃, 26℃ 및 45℃에서 저장하였다. 2 내지 8℃에서의 샘플을 빛 (Phillips TLD 18W/33)의 존재 하에서 저장하였다. 샘플을 암실에서 2개월 이상 동안 26℃ 또는 45℃로 항온처리하였다. 결과는 도 1 내지 4에 제시된다.
Aliquots were stored at three different temperatures, namely 2-8 ° C, 26 ° C and 45 ° C. Samples at 2-8 ° C. were stored in the presence of light (Phillips TLD 18W / 33). Samples were incubated at 26 ° C. or 45 ° C. for at least 2 months in the dark. The results are shown in Figures 1-4.
응집체Aggregate
글리신과 함께 제형화된 IgG에 대한 응집체 수준은 프롤린과 함께 제형화된 경우 보다 시험된 모든 조건 하에서 높았다. Aggregate levels for IgG formulated with glycine were higher under all conditions tested than when formulated with proline.
현저한 응집체 형성이 45℃에서의 항온처리에 의해 촉진되었다. 이는 프롤린 및 글리신 제형 모두에서 유사하였다. 낮은 pH가 45℃에서의 응집체 형성을 촉진시켰으며, 12.2% (프롤린) 및 16.7% (글리신)을 함유하는 pH 4.5 제형물은 90일에 응집한다. 대조적으로, 6.3% (프롤린) 및 8.3% (글리신)을 함유하는 pH 5.1 제형물은 90일에 응집한다.
Significant aggregate formation was promoted by incubation at 45 ° C. This was similar in both proline and glycine formulations. Low pH promoted aggregate formation at 45 ° C. and pH 4.5 formulations containing 12.2% (proline) and 16.7% (glycine) aggregate at 90 days. In contrast, pH 5.1 formulations containing 6.3% (proline) and 8.3% (glycine) aggregate at 90 days.
이량체Dimer
이량체 수준은 pH, 온도 및 부형제 유형에 의해 영향받았다. pH가 가장 중요한 인자인 것으로 입증되었으며, 제형의 pH가 증가함에 따라 이량체 수준의 증가가 관찰되었다. 이는 글리신 및 프롤린 제형 모두에서 관찰되었다. 이러한 결과는, 프롤린을 함유하는 제형이 글리신 제형에 비해 더 낮은 이량체 수준을 유지할 수 있다는 것을 암시한다. 항온처리 온도는 단량체/이량체 평형을 조절하며, 이때 보다 낮은 온도가 이량체의 형성에 유리하다.
Dimer levels were affected by pH, temperature and excipient type. pH proved to be the most important factor and an increase in dimer levels was observed as the pH of the formulation increased. This was observed in both glycine and proline formulations. These results suggest that formulations containing proline can maintain lower dimer levels compared to glycine formulations. The incubation temperature controls the monomer / dimer equilibrium, with lower temperatures favoring the formation of dimers.
단량체 및 Monomers and 이량체Dimer
2 내지 8℃ 및 26℃에서 모든 제형에 대한 단량체/이량체 배합 함량은 90% 이상으로 잔존하였다. 이들의 보다 높은 응집체 함량으로 인해, 글리신과 함께 제형화된 IgG 용액에서 더 낮은 수준이 관찰되었다. 45℃에서 항온처리한 결과, 60일 후에 90% 이하의 수준을 갖는 3종의 제형이 생성되었다 (85.1% 글리신, pH 4.5, 89.1 프롤린, pH 4.5, 및 89.1% 글리신, pH 4.8). 재차, 이들 결과는, IgG 분자의 분자 통합성을 보존하는 능력이 글리신에 비해 프롤린이 증가됨을 강조한다.
The monomer / dimer blend content for all formulations at 2-8 ° C and 26 ° C remained above 90%. Due to their higher aggregate content, lower levels were observed in IgG solutions formulated with glycine. Incubation at 45 ° C. resulted in three formulations with levels of 90% or less after 60 days (85.1% glycine, pH 4.5, 89.1 proline, pH 4.5, and 89.1% glycine, pH 4.8). Again, these results highlight the increased proline compared to glycine, the ability to preserve the molecular integrity of IgG molecules.
IgGIgG 단편 snippet
상기 결과는, 글리신 제형이 프롤린에 비해 다소 더 적은 수준의 단편을 함유함을 암시한다. 항온처리 온도 및 pH가 IgG 단편화에 영향을 미치는 가장 중요한 인자임이 입증되었다. 45℃에서, 프롤린 제형에 대한 단편 수준은 5.2% (pH 5.1) 내지 5.8% (pH 4. 5)인 반면에, 글리신 제형은 4.3% (pH 5.1) 내지 4.8% (pH 4.8) 범위였다. 상승된 pH (4.8 내지 5.1)에서, 단편화는 덜 이루어졌다.
The results suggest that the glycine formulation contains somewhat less levels of fragments than proline. Incubation temperature and pH have proven to be the most important factors affecting IgG fragmentation. At 45 ° C., fragment levels for proline formulations ranged from 5.2% (pH 5.1) to 5.8% (
용액의 외관Appearance of the solution
4개의 주요 파라미터를 조사하였다: 투명도, 혼탁도, 입자 및 가시적 착색. 외관, 투명도 및 혼탁도와 같은 파라미터는 만족스러웠다. 용액의 착색(황색/갈색)은 항온처리 기간 동안 일어났으며, 이는 항온처리 온도 및 광 노출 둘 모두와 관련이 있었다. IgG 제형의 착색을 광학 밀도 시험(UV350-500 nm)을 사용하여 모니터하였다. 증가된 착색은 광 노출 및 증가된 항온처리 시간과 관련이 있었다. 글리신 제형은 상응하는 프롤린 제형 보다 25% 내지 48% 더 높은 광학 밀도를 나타내었다. 이들 결과는, IgG 용액에서 프롤린이 글리신 보다 더 우수한 안정화제라는 증거를 제공한다. 상승한 pH (4.8 내지 5.1)에서, 더 낮은 pH (4.5)에서 보다 착색이 덜 이루어졌다.
Four main parameters were investigated: transparency, turbidity, particles and visible coloring. Parameters such as appearance, transparency and turbidity were satisfactory. Coloring of the solution (yellow / brown) occurred during the incubation period, which was related to both incubation temperature and light exposure. Coloring of the IgG formulation was monitored using an optical density test (UV350-500 nm). Increased pigmentation was associated with light exposure and increased incubation time. Glycine formulations showed 25% to 48% higher optical density than the corresponding proline formulations. These results provide evidence that proline is a better stabilizer than glycine in IgG solutions. At elevated pH (4.8 to 5.1), less pigmentation was achieved than at lower pH (4.5).
실시예Example 3 3
본 발명에 따른 According to the invention IgGIgG 제제의 안정성 ( Stability of the formulation ( pHpH 의존성) Dependencies)
실시예 1에 따라 침전 단계 및 크로마토그래피를 병행하여 혈장으로부터 정제되고 바이러스가 불활성화된 IgG 농축물을, 두 개의 분획물로 분리하고, pH 4.2, 4.8, 5.3 및 6.8에서 400 mmol/L L-프롤린의 존재 또는 부재하에 제형화하였다. 최종 단백질 농도는 12% w/v였다. 10 ml의 분취량을 유리 바이알에 분배하고, 암실에서 3 개월 이상 동안 40℃에서 항온처리하였다. 0 시 및 90일 후에, 항온처리 샘플을, HPLC에 의해 응집체, 이량체 IgG 및 단량체 IgG에 관해, 광도측정에 의해 350 내지 500 nm에서의 흡광도에 관해, SDS PAGE에 의해 (단편) 및 B형 간염 바이러스 표면 항원에 대해 유도된 특이적 항체 (항-HB)에 관해 분석하였다. 표 1에 제시된 결과는, IgG 용액의 최우수 안정성이 4.8 내지 5.3의 약한 산성 pH에서 수득됨을 보여준다.
The IgG concentrate purified from plasma and inactivated virus was separated into two fractions in parallel with the precipitation step and chromatography according to Example 1, and 400 mmol / L L-proline at pH 4.2, 4.8, 5.3 and 6.8. Formulated with or without Final protein concentration was 12% w / v. Aliquots of 10 ml were dispensed into glass vials and incubated at 40 ° C. for at least 3 months in the dark. After 0 o'clock and 90 days, the incubated samples were collected by SDS PAGE (fragment) and type B for aggregates, dimer IgG and monomeric IgG by HPLC, for absorbance at 350-500 nm by photometry. Specific antibodies (anti-HB) induced against hepatitis virus surface antigens were analyzed. The results presented in Table 1 show that the best stability of the IgG solution is obtained at weak acidic pH of 4.8 to 5.3.
[표 1]TABLE 1
실시예Example 4 4
상이한 첨가제와 함께 With different additives 제형화된Formulated 본 발명에 따른 According to the invention IgGIgG 제제의 안정성 Formulation Stability
실시예 1에 따라 침전 단계 및 크로마토그래피를 병행하여 혈장으로부터 정제되고 바이러스가 불활성화된 IgG 농축물을, pH 4.2, 4.8, 5.3 및 6.8에서 상이한 부류의 물질 (당류 및 당류 알코올, 아미노산, 세제)을 첨가하여 제형화하였다. 최종 단백질 농도는 10% w/v였다. 10 ml의 분취량을 유리 바이알에 분배하고, 암실에서 3 개월 이상 동안 37℃ 또는 40℃에서 항온처리하였다. 90일 후에, 항온처리 샘플을, HPLC에 의해 응집체, 이량체 IgG, 단량체 IgG 및 단편에 관해, 광도측정에 의해 350 내지 500 nm에서의 흡광도에 관해, ELISA에 의해 B형 간염 바이러스 표면 항원에 대해 유도된 특이적 항체 (항-HB)에 관해 분석하였다. 표 2에 제시된 결과는, IgG 용액의 최우수 안정성이 4.8 내지 5.3의 약한 산성 pH에서 수득되며 가장 유리한 것은 L-프롤린 함유 제형임을 보여준다. IgG concentrates purified from plasma and inactivated by virus in parallel with the precipitation step and chromatography according to Example 1 were prepared at different pH levels (saccharides and sugar alcohols, amino acids, detergents) at pH 4.2, 4.8, 5.3 and 6.8. Formulated by addition. Final protein concentration was 10% w / v. Aliquots of 10 ml were dispensed into glass vials and incubated at 37 ° C. or 40 ° C. for at least 3 months in the dark. After 90 days, incubated samples were tested for hepatitis B virus surface antigen by ELISA for aggregates, dimer IgG, monomeric IgG and fragments by HPLC, for absorbance at 350-500 nm by photometry. The specific antibodies directed (anti-HB) were analyzed. The results presented in Table 2 show that the best stability of the IgG solution is obtained at weak acidic pH of 4.8 to 5.3 and the most advantageous is the L-proline containing formulation.
[표 2a]TABLE 2a
[표 2b][Table 2b]
Claims (18)
The method according to any one of claims 14 to 16, wherein the proline concentration is adjusted to 0.2 M to 0.4 M.
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